JP3475770B2 - イグナイタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、点火コイルの１
次電流を断続制御するためのイグナイタに係り、詳しく
は、電子部品が実装された基板を支持部材上に接着剤に
よって接着するとともに、同基板の周囲を絶縁樹脂層に
より覆うようにしたイグナイタに関する。

【０００２】

【従来の技術】火花点火式内燃機関の点火システムにお
いては、点火コイルの１次電流を断続制御するためにイ
グナイタが用いられている。従来のイグナイタとして
は、特開昭６４−３５０８２号公報に記載されるよう
に、アルミダイキャスト製収容容器等の支持部材上に半
導体素子等の電子部品が実装された基板を接着剤（例え
ばシリコン樹脂系の接着剤）をよって接着するようにし
たものや、特開平４−１４７２号公報に記載されるよう
に、電子部品が実装された基板の周囲を熱硬化性樹脂等
の絶縁樹脂によって覆うようにしたものが知られてい
る。

【０００３】図１１はこうした従来におけるイグナイタ
の一構成例を示している。同図に示すように、このイグ
ナイタ１００では、電子部品１０１が実装された基板１
０２をヒートシンク等の支持部材１０３上に接着層１０
４を介して接着し、更にこれら各部材の周囲を絶縁性樹
脂１０５によって覆うようにしている。こうして各部材
の周囲、特に電子部品１０１の端子や半田付け部分の周
囲が絶縁性樹脂１０５によって覆われることにより、こ
れら各部の酸化が防止されて、その耐久性の向上を図る
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なイグナイタ１００は一般に以下のようにして製造され
る。まず、図１２（ａ）に示すように支持部材１０３上
に接着剤１１０を塗布する。次に、接着剤１１０が塗布
された支持部材１０３上に電子部品１０１が実装された
基板１０２を接着する。ここで、支持部材１０３上に塗
布された接着剤１１０の量が多いと、同図（ｂ）に示す
ように基板１０２と支持部材１０３との間からはみ出し
た接着剤１１０が基板１０２の端面にまで回り込み、同
端面を覆ってしまうことがある。そして、同図（ｃ）に
示すように、基板１０２の端面が接着剤１１０によって
覆われた状態で同基板１０２の周囲が絶縁性樹脂１０５
によって覆われると以下のような問題が生じることとな
る。

【０００５】即ち、基板１０２と同基板１０２を覆う絶
縁性樹脂１０５とは通常、その線膨張係数が異なってい
るため、周囲環境の温度変化に応じて基板１０２及び絶
縁性樹脂１０５が膨張或いは収縮した際に、両部材には
図１２（ｃ）に矢印で示すようにそれらの長手方向にお
いて相対的な位置ずれが生じるようになる。

【０００６】また、一般に接着剤１１０（例えば、シリ
コン樹脂系接着剤）はその弾性係数が基板１０２（例え
ば、アルミナ基板）や絶縁性樹脂１０５（例えば、エポ
キシ樹脂）と比較して極めて小さい。従って、上記のよ
うに基板１０２の端面が接着剤１１０によって覆われて
いると、その接着剤１１０が弾性変形することにより同
基板１０２はその長手方向において比較的自由に熱膨張
或いは熱収縮するようになる。そして、このように基板
１０２が熱膨張或いは熱収縮するこにより、基板１０２
と絶縁性樹脂１０５との間の位置ずれが大きくなり、そ
れら両部材１０２，１０５の界面に過大なせん断応力が
発生することがある。その結果、従来のイグナイタ１０
０ではこうしたせん断応力が基板１０２に実装された電
子部品１０１、特にその脚部に作用して同部品１０１の
損傷を招くおそれがあった。

【０００７】本発明はこうした実情を鑑みてなされたも
のであり、その目的はイグナイタの基板に実装された電
子部品に作用するせん断応力を減少させ、そのせん断応
力に起因した電子部品の損傷を防止することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、電子部品が実装される基板
と、同基板を支持する支持部材と、基板及び支持部材を
接着するシリコン樹脂系接着剤からなる接着剤層と、基
板の周囲を覆う絶縁樹脂層とを備えたイグナイタにおい
て、基板及び支持部材間から接着剤がはみ出して基板の
端面に達することを規制する規制手段を更に備えたこと
をその要旨とするものである。

【０００９】上記構成を備えたイグナイタは一般に以下
のようにして製造される。まず、支持部材上に基板をシ
リコン樹脂系接着剤からなる接着剤層により接着して一
体化した後、これを例えばケース内に収容する。そし
て、このケース内に液状の絶縁樹脂を充填し硬化させる
ことによって基板及び支持部材の周囲を覆う絶縁樹脂層
を形成する。

【００１０】ここで、上記構成によれば、基板を支持部
材に対して接着する際にこれら各部材間から接着剤がは
み出すようなことがあっても、規制手段によりはみ出し
た接着剤が基板の端面に達することが規制される。従っ
て、基板の端面は絶縁樹脂層によって確実に覆われるよ
うになるため、同基板と絶縁樹脂層との間に発生する相
対的な位置変化量が減少する。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１に記載し
たイグナイタにおいて、規制手段は、支持部材の端部よ
りも延伸された基板の端部であることをその要旨とする
ものである。

【００１２】上記構成によれば、基板の端部を支持部材
の端部よりも延伸させているため、その延伸された端部
によって接着剤が基板の端面に回り込むことが抑制され
る。従って、請求項１に記載した発明の作用と同様、基
板の端面は絶縁樹脂層によって確実に覆われるようにな
り、基板と絶縁樹脂層との間に発生する相対的な位置変
化量が減少する。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１に記載し
たイグナイタにおいて、規制手段は、支持部材上におい
て基板の端部近傍に形成された凹部であることをその要
旨とするものである。

【００１４】上記構成によれば、支持部材上において基
板の端部近傍に凹部を形成しているため、基板と支持部
材との間からはみ出した接着剤はこの凹部内に浸入する
ようになる。従って、請求項１に記載した発明の作用と
同様、基板の端面は絶縁樹脂層によって確実に覆われる
ようになり、基板と絶縁樹脂層との間に発生する相対的
な位置変化量が減少する。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１に記載し
たイグナイタにおいて、規制手段は、支持部材に凸設さ
れて基板の端面に当接する凸部であることをその要旨と
するものである。

【００１６】上記構成によれば、支持部材に凸部を凸設
し、その凸部を基板の端面に当接させるようにしている
ため、接着剤が支持部材と基板との間からはみ出してし
まうことが抑制される。従って、請求項１に記載した発
明の作用と同様、基板の端面は絶縁樹脂層によって確実
に覆われるようになり、基板と絶縁樹脂層との間に発生
する相対的な位置変化量が減少する。

【００１７】更に、上記構成によれば、その端面を凸部
に当接させた状態で基板を支持部材に接着することによ
り、支持部材上における基板の位置決め作業が容易なも
のとなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］以下、本発明
を具体化した第１の実施形態について図１〜４を参照し
て説明する。

【００１９】図１は本実施形態におけるイグナイタ１０
の断面を示し、図２は図１の２−２線に沿った断面を示
している。また、図３はイグナイタ１０の各構成部材を
分解して示す斜視図であり、図４は後述するセラミック
基板１６の後端部近傍を拡大して示している。尚、図１
では後述する絶縁樹脂層１９の図示を省略している。

【００２０】これら各図に示すように、イグナイタ１０
のケース１１は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタ
レート）樹脂やＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹
脂等により収容空間１１ａを有した有底角筒状に形成さ
れている。そして、この収容空間１１ａ内には銅或いは
アルミニウム等の金属材料からなる板状のヒートシンク
１２が配設されている。ケース１１には取付溝１１ｂが
形成されており、ヒートシンク１２の周縁部はこの取付
溝１１ｂ内に挿入されている。

【００２１】ヒートシンク１２の上部には前記ケース１
１と同様、ＰＰＳ樹脂等からなる絶縁プレート１４が配
設されている。この絶縁プレート１４は矩形板状の固定
部１４ａと、同固定部１４ａの前側（図１〜３における
左側）の端部から下方に延びる第１支持部１４ｂと、同
固定部１４ａの左右の各端部から上方に凸設された一対
の第２支持部１４ｃとを備えている。固定部１４ａの下
面はシリコン樹脂系接着剤からなる接着層１７を介して
同ヒートシンク１２の上面に接着されている。また、第
１支持部１４ｂはヒートシンク１２の側面に当接されて
いる。

【００２２】固定部１４ａの上面には矩形板状のセラミ
ック製基板（以下、「基板」と略記する）１６がシリコ
ン樹脂系接着剤からなる接着層１８を介して接着されて
いる。この基板１６の左右（図１の上下）の側面は前記
各第２支持部１４ｃに当接されている。

【００２３】一方、基板１６の前後側の両端部は固定部
１４ａの各端部からそれぞれ延伸されている。基板１６
の延伸された前側端部には複数のターミナル２５が半田
付けされており、また、ヒートシンク１２の上面にも同
様にターミナル２５が半田付けされている。これらター
ミナル２５の端部はケース１１の開口部から突出してお
り、この突出部分には図示しない制御装置（図示略）に
接続されるようになっている。

【００２４】ヒートシンク１２の上面には基板１６と隣
接してパワートランジスタ２０が配設されている。ヒー
トシンク１２はこのパワートランジスタ２０の放熱部材
であるとともに同トランジスタ２０のコレクタ電極とし
ても機能している。また、基板１６の上面にはＩＣやコ
ンデンサ等の電子部品２１が配設されるとともに、その
下面には図示しない厚膜抵抗及び配線パターンが印刷形
成されている。これら厚膜抵抗及び配線パターンとヒー
トシンク１２とは前記絶縁プレート１４によって絶縁さ
れている。これらパワートランジスタ２０、電子部品２
１、厚膜抵抗等により点火コイル（図示略）の一次電流
を断続させるための電気的回路が構成されている。

【００２５】収容空間１１ａ内にはエポキシ樹脂が充填
硬化されることによって絶縁樹脂層１９が形成されてお
り、この絶縁樹脂層１９によって基板１６、同基板１６
上に実装された電子部品２１、絶縁プレート１４、ヒー
トシンク１２等の周囲が被覆されている。

【００２６】上記構成を備えたイグナイタ１０の製造工
程について図３を参照して概略的に説明する。まず、絶
縁プレート１４の固定部１４ａにおける下面に接着剤を
塗布した後、ヒートシンク１２の上面に固定部１４ａを
載置して絶縁プレート１４とヒートシンク１２とを接着
する。

【００２７】次に、固定部１４ａの上面にも同様に接着
剤を塗布する。そして、電子部品２１が実装されるとと
もにターミナル２５が半田付けされた基板１６の左右側
面を各第２支持部１４ｃに当接させるようにして、同基
板１６を固定部１４ａの上面に載置し基板１６と絶縁プ
レート１４とを接着する。

【００２８】上記のようにヒートシンク１２に対して絶
縁プレート１４及び基板１６をそれぞれ固定した後、同
基板１６の前側端部及びヒートシンク１２の上面にター
ミナル２５を半田付けするとともに、基板１６の電気的
回路とパワートランジスタ２０とをワイヤボンディング
によって接続する。

【００２９】次に、ヒートシンク１２の周縁部をケース
１１の取付溝１１ｂ内に挿入しつつ、同ヒートシンク１
２を収容空間１１ａ内に収容する。その後、収容空間１
１ａ内に液状のエポキシ樹脂を充填し、ケース１１を所
定温度にまで加熱することにより充填されたエポキシ樹
脂を硬化させて絶縁樹脂層１９を形成する。

【００３０】以上説明したように、本実施形態における
イグナイタ１０では、基板１６の前後両端部を固定部１
４ａの各端部からそれぞれ延伸させるようにしている。
このため、図４に示すように、固定部１４ａの上下面に
塗布された接着剤が同固定部１４ａの後端部からはみ出
すようなことがあっても、延伸された基板１６の端部に
よって同接着剤が基板１６の後端面にまで回り込むこと
が規制される。同様に、基板１６の前端面にはみ出した
接着剤が回り込むこともない。

【００３１】（１）従って、本実施形態によれば、基板
１６の前後両端面はケース１１内に充填されるエポキシ
樹脂によって確実に覆われるようになるため、その前後
方向において同基板１６と絶縁樹脂層１９との間に発生
する相対的な位置変化量が減少する。その結果、基板１
６と絶縁樹脂層１９との界面に発生するせん断応力を減
少させて、そのせん断力に起因した電子部品２１、特に
その脚部における損傷を防止することができるようにな
り、イグナイタ１０の耐久性及び信頼性を飛躍的に向上
させることができる。

【００３２】（２）更に、本実施形態では、固定部１４
ａの左右の各端部から第２支持部１４ｃを上方に凸設さ
せるとともに、同固定部１４ａに基板１６を接着する際
に、同基板１６の左右側面をこの第２支持部１４ｃに当
接させるようにしている。従って、固定部１４ａに塗布
されている接着剤が基板１６の左右側からはみ出してし
まうことを抑制することができる。

【００３３】従って、本実施形態によれば、基板１６の
左右両端面がシリコン樹脂系接着剤からなる接着剤によ
って覆われることがなくなり、その前後方向のみならず
左右方向においても同基板１６と絶縁樹脂層１９との間
に発生する相対的な位置変化量が減少する。その結果、
基板１６と絶縁樹脂層１９との界面に発生するせん断応
力に起因した電子部品２１の損傷をより確実に防止する
ことができる。

【００３４】（３）また、本実施形態によれば、仮に固
定部１４ａと基板１６との間から接着剤がはみ出したと
しても電子部品２１の損傷を招くおそれがないため、固
定部１４ａの上下面に対して接着剤を塗布する際にその
塗布面積や塗布量を厳密に管理する必要がなくなる。従
って、イグナイタ１０の製造工程を簡易化することがで
き、ひいてはその製造コストの低減を図ることができ
る。

【００３５】（４）更に、本実施形態によれば、基板１
６の左右端面を第２支持部１４ｃに当接させることによ
り、絶縁プレート１４上における同基板１６の位置決め
作業を容易に行うことができる。

【００３６】［第２の実施形態］次に、第２の実施形態
について図５〜７を参照して説明する。尚、上記第１の
実施形態と同様の構成については同一の符号を付してそ
の説明を省略する。

【００３７】図５は本実施形態におけるイグナイタ１０
の断面を示しており、図６は図５の６−６線に沿った断
面を示している。また、図７は基板１６の後端部近傍を
拡大して示している。尚、図５では絶縁樹脂層１９の図
示を省略している。

【００３８】これら各図に示すように、本実施形態で
は、基板１６の後端部は絶縁プレート１４の後端部から
延伸されておらず、両部材１４，１６の後端面は面一の
状態となっており、同基板１６の後端側下面は絶縁プレ
ート１４の固定部１４ａによって覆われている。また、
ヒートシンク１２の上面において固定部１４ａの後端部
とパワートランジスタ２０との間には、基板１６の左端
から右端にまで延びる断面矩形状の溝１２ａが形成され
ている。

【００３９】上記構成を備えた本実施形態によれば、第
１の実施形態における（２）〜（４）に記載した作用効
果を奏することができるのに加えて、以下の（５）に記
載した作用効果を奏することができる。

【００４０】（５）即ち、本実施形態によれば、基板１
６の後端部近傍に溝１２ａを形成するようにしているた
め、図７に示すように、固定部１４ａの上下面に塗布さ
れた接着剤が同固定部１４ａの後端部からはみ出すよう
なことがあっても、そのはみ出した接着剤はこの溝１２
ａ内に浸入するようになる。

【００４１】従って、本実施形態によれば、基板１６の
後端面はエポキシ樹脂によって確実に覆われるようにな
るため、その前後方向において同基板１６と絶縁樹脂層
１９との間に発生する相対的な位置変化量が減少する。
その結果、基板１６と絶縁樹脂層１９との界面に発生す
るせん断応力を減少させて、このせん断力に起因した電
子部品２１における損傷を防止することができ、イグナ
イタ１０の耐久性及び信頼性を飛躍的に向上させること
ができる。

【００４２】以上説明した本実施形態は以下のようにそ
の構成を変更して実施することもできる。 ・上記第２の実施形態では前記固定部１４ａの後端部が
基板１６の後端部と面一となってその下面全体を覆うよ
うにしたが、図８に示すように、同固定部１４ａの後端
側における両隅部を斜状に形成するようにしてもよい。
このように構成すれば、収容空間１１ａ内に液状のエポ
キシ樹脂を充填する際に同エポキシ樹脂が流れ易くな
り、溝１２ａ等のケース１１の細部にわたり隙間無く同
樹脂を充填させることができるようになる。

【００４３】・第１の実施形態における構成に対して更
に第２の実施形態における溝１２ａを付加した構成を採
用するようにしてもよい。即ち、図９に示すように、基
板１６の後端部を絶縁プレート１４の後端部から延伸さ
せるとともに、同絶縁プレート１４の後端部近傍におけ
るヒートシンク１２の上面に前記溝１２ａと同様、前記
基板１６の左右方向に延びる溝１２ｂを形成する。この
ような構成によれば、ヒートシンク１２、絶縁プレート
１４、及び基板１６の間から多量の接着剤がはみ出すよ
うなことがあっても、同基板１６の後端面に接着剤が回
り込むことを確実に防止することができる。

【００４４】・上記第２の実施形態ではヒートシンク１
２上にはみ出した接着剤を浸入させる溝１２ａを形成す
るようにしたが、この溝を絶縁プレート１４に形成する
ようにしてもよい。即ち、図１０に示すように、固定部
１４ａの後端部を基板１６の後端部から延伸させるとと
もに、その延伸部分の基板１６の後端部近傍に溝１４ｄ
を形成する。このように構成すれば基板１６と絶縁プレ
ート１４との間からはみ出した接着剤はこの溝１４ｄ内
に浸入するようになるため、上記各実施形態と同様、基
板１６の後端面に接着剤が回り込むことを防止すること
ができる。

【００４５】・上記各実施形態ではヒートシンク１２上
に絶縁プレート１４及び基板１６を配設する際に同絶縁
プレート１４の固定部１４ａにおける上下面に接着剤を
塗布するようにしたが、ヒートシンク１２の上面や基板
１６の下面に接着剤を塗布した後、これらヒートシンク
１２及び基板１６と固定部１４ａとを接着するようにし
てもよい。

【００４６】・上記各実施形態では、ヒートシンク１２
上に配設された絶縁プレート１４の上面に基板１６を接
着するようにしたが、本発明が適用されるイグナイタは
必ずしもこうした構成に限定されるものではない。例え
ば、絶縁プレート１４が省略され、ヒートシンク１２上
に基板１６が接着剤によって接着される構成に本発明を
適用するようにしてもよい。

【００４７】・上記各実施形態では、基板１６をセラミ
ックにより、絶縁プレート１４を樹脂材料によりそれぞ
れ形成するようにしたが、例えば基板１６を樹脂材料、
絶縁プレート１４をアルミナ等の樹脂以外の材料により
形成するようにしてもよい。また、ケース１１について
も同様に例えば金属材料によって形成してもよい。

【００４８】以上、本発明を具体化した各実施形態及び
その変更例について説明したが、これら各形態から把握
できる技術的思想についてその効果とともに記載する。 （１）ヒートシンクと、同ヒートシンク上に配設された
絶縁プレートと、同絶縁プレート上に配設され電子部品
が実装される基板と、前記絶縁プレート及び前記基板を
接着する接着剤層と、前記基板の周囲を覆う絶縁樹脂層
とを備えたイグナイタにおいて、前記絶縁プレートの端
部よりも前記基板の端部を延伸させるとともに、ヒート
シンク上において前記絶縁プレートの端部近傍に凹部を
形成したことを特徴とする。

【００４９】上記構成によれば、基板を絶縁プレートに
対して接着する際にこれら各部材間から接着剤がはみ出
すようなことがあっても、そのはみ出した接着剤は延伸
された基板の端部によってその端面に回り込むことが規
制されるとともに、ヒートシンク上に形成された凹部内
に浸入するようになる。

【００５０】従って、基板の端面は接着剤によって覆わ
れることなく、絶縁樹脂層により確実に覆われるように
なるため、同基板と絶縁樹脂層との間に発生する相対的
な位置変化量が減少する。その結果、基板と絶縁樹脂層
との界面に発生するせん断応力を減少させることがで
き、このせん断力に起因した電子部品の損傷を防止する
ことができる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１乃至４記載の発明によれば、各
部材間からはみ出したシリコン樹脂系接着剤からなる接
着剤が基板の端面に達することが規制され、同端面は絶
縁樹脂層によって確実に覆われるようになるため、基板
と絶縁樹脂層との間に発生する相対的な位置変化量が減
少する。その結果、基板と絶縁樹脂層との界面に発生す
るせん断応力を減少させることができ、このせん断力に
起因した電子部品の損傷を防止することができる。

【００５２】特に請求項４記載の発明によれば、基板の
端面を凸部に当接させた状態で同基板を支持部材に接着
することができるため、支持部材上における基板の位置
決め作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態におけるイグナイタの断面図。

【図２】図１の２−２線に沿った断面図。

【図３】イグナイタの各構成部材を分解して示す斜視
図。

【図４】基板の後端側部分を拡大して示す断面図。

【図５】第２の実施形態におけるイグナイタの断面図。

【図６】図５の６−６線に沿った断面図。

【図７】基板の後端側部分を拡大して示す断面図。

【図８】他の実施形態におけるイグナイタの断面図。

【図９】他の実施形態における基板の後端側部分を拡大
して示す断面図。

【図１０】他の実施形態における基板の後端側部分を拡
大して示す断面図。

【図１１】従来におけるイグナイタの断面図。

【図１２】イグナイタの製造工程を概略的に示す説明
図。

【符号の説明】

１０…イグナイタ、１１…ケース、１１ａ…収容空間、
１１ｂ…取付溝、１２…ヒートシンク、１２ａ，１２ｂ
…溝、１４…絶縁プレート、１４ａ…固定部、１４ｂ…
第１支持部、１４ｃ…第２支持部、１４ｄ…溝、１６…
基板、１７…接着層、１８…接着層、１９…絶縁樹脂
層、２０…パワートランジスタ、２１…電子部品、２５
…ターミナル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−35082（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−160768（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−53662（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−121090（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−142049（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 15/00 H05K 5/00 H01T 15/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品が実装される基板と、同基板を
   支持する支持部材と、前記基板及び前記支持部材を接着
   するシリコン樹脂系接着剤からなる接着剤層と、前記基
   板の周囲を覆う絶縁樹脂層とを備えたイグナイタにおい
   て、 前記基板及び前記支持部材間から前記接着剤がはみ出し
   て前記基板の端面に達することを規制する規制手段を更
   に備えたことを特徴とするイグナイタ。
2. 【請求項２】 前記規制手段は、前記支持部材の端部よ
   りも延伸された前記基板の端部であることを特徴とする
   請求項１記載のイグナイタ。
3. 【請求項３】 前記規制手段は、前記支持部材上におい
   て前記基板の端部近傍に形成された凹部であることを特
   徴とする請求項１記載のイグナイタ。
4. 【請求項４】 前記規制手段は、前記支持部材に凸設さ
   れて前記基板の端面に当接する凸部であることを特徴と
   する請求項１記載のイグナイタ。